геодезия конспект лекций

теодолит типа Т30, центрировать его оптическим или нитяным отвесом, точку С фиксировать карандашом на поверхности бетона.

При известной длине стороны АС =D погрешность положения точки С определится, как mс=mβ×(D/r). Если mс не должна превышать допустимой проектной величины mcдоп , то погрешность построения угла не должна быть более mβ доп. = mс доп. × (D/r) при той же величине D. В этом случае при построении угла с погрешностью, не превышающей mβ доп. поступают так: предварительно построенный угол b измеряют n = t2Т /m2β доп. раз, где tТ - точность

отсчетного приспособления, и вычисляют среднее значение угла bизм. Затем определяют угловую db = bизм.- bп и линейную dlβ = D×(db/r) поправки (рис. 101, б).

Точку С перемещают в соответствующую сторону на величину dlβ и фиксируют точку С0.

1.3.4.2. Построение проектного отрезка От начальной точки А (рис. 102) в заданном направлении откладывают стальным мерным

прибором расстояние, равное проектной длине dп и временно фиксируют конечную точку В1. Процесс откладывания расстояния аналогичен его измерению. Определяют нивелированием превышение h между точками А и В1 и измеряют температуру t прибора (если измерить ее невозможно, измеряют температуру воздуха).

Рисунок 102 - Схема построения проектного отрезка.

Вычисляют поправки в длину линии: за компарирование ddк, за температурное влияние ddt , за наклон линии ddh . Вычисляют суммарную поправку по формуле:

dd = ddк + ddt + ddh

и вводят ее с обратным знаком в линию АВ1 . Если поправка с минусом, то линию АВ1 удлиняют на отрезок dd и фиксируют точку В (если с плюсом - линию укорачивают.) На точность построения проектного отрезка, кроме основных факторов, влияет также точность фиксации точек В1 и В.

Построение линий с повышенной точностью выполняют инварными мерными приборами, а также светодальномерами. Условия обеспечения точности построения проектных отрезков содержатся в приложении 2 СНиП 3.01.03 - 84.

Например, построение проектного отрезка с относительной погрешностью 1/3000 - 1/2000 можно выполнить стальной рулеткой типа ОПКЗ - 20 АНТ/10 с уложением ее в створ «на глаз». Для определения поправок, превышение h концов отрезка может быть оценено глазомерно, температура измерена термометром с погрешностью не более 5°С, средняя квадратическая погрешность компарирования рулетки - не более 1,5 мм, фиксация концов рулетки и конечной точки отрезка производиться карандашом.

1.3.4.3. Перенесение в натуру проектной отметки Проектные отметки переносят в натуру, как правило, геометрическим нивелированием (рис.

103). Нивелир устанавливают примерно посредине между ближайшим репером и местом перенесения отметки, например, обноской (рис.103).

Для этого берут отсчет a по рейке, установленной на репере. Вычисляют горизонт прибора ГП по формуле ГП = HRp + a и, вычтя из ГП проектную отметку HRp, находят проектный отсчет b .

Рисунок 103 - Схема построения точки с проектной отметкой Далее, рейку устанавливают у стойки обноски и перемещают по вертикали до тех пор, пока

горизонтальная нить сетки зрительной трубы не совпадет с отсчетом b. В этот момент реечник фиксирует отметку Hпр, прочерчивая по пятке рейки риску на обноске.

Перенесение проектной отметки повторяют по красной стороне реек, также фиксируя риской на обноске отметку Hпр. Если риски не совпадут, определяют среднее положение и маркируют его. На точность перенесения в натуру проектных отметок, кроме основных погрешностей, влияет погрешность фиксации отметки риской.

Условия обеспечения точности перенесения в натуру отметок содержатся в СНиП 3.01.03 - 84. Например, для перенесения отметок со средней квадратической погрешностью 2 - 3 мм можно применить нивелир типа НЗ и шашечные рейки типа РН-3. При этом, высота визирной линии над препятствием не должна быть меньше 0,2 м, а неравенство плеч на станции - 7 м. Проектные отметки можно переносить в натуру также и теодолитами с компенсатором Т15К, Т5К, 2Т5К, а также теодолитами с уровнем при трубе.

1.3.4.4. Построение в натуре линий проектного уклона Построение заключается в фиксировании в натуре нескольких (минимум двух) точек,

определяющих положение линии с проектным уклоном i. Может быть несколько случаев

и выносят ее в натуру. Точка А с проектной отметкой HА не закреплена. Как и в предыдущем случае, вычисляют отметку HВ, затем точки А и В выносят в натуру.

На

Рисунок 104 - Построение наклонного направления

Точка А закреплена, но ее отметка HА неизвестна. Нивелируя, берут отсчет a по рейке, установленной в точке А. Предвычисляют проектный отсчет b по формуле:

b=a + i×d

и по нему выносят точку В в натуру.

Этот вид разбивочных операций наиболее широко применяют при строительстве самотечных трубопроводов и в дорожно-строительных работах.

1.3.4.5. Построение створа Створ - это направление, проходящее через две фиксированные точки и задаваемое каким-либо

прибором (трубой теодолита, нивелира, биноклем, проволокой, струной и т. п.). Основными погрешностями при построении створа являются:

·исходных пунктов mи

·центрирования теодолита mе

·редукции визирных марок mе1

·визирования зрительной трубой mвиз

·изменения фокусировки зрительной трубы mфок

Общую погрешность, без учета погрешности фиксации створной точки, определяют по формуле

m = mи2 + me 2 + me12 + mвиз 2 + mфок 2

По характеру действия все эти погрешности являются поперечными. Погрешностями исходных пунктов являются погрешности в положении знаков, закрепляющих створ. Необходимость учитывать эти погрешности возникает при анализе взаимного размещения двух точек, принадлежащих разным створам, например, при разбивке осей сооружений от обноски.

Среднее влияние погрешностей центрирования и редукции на положение створной точки выражается зависимостью:

где e, e1 - соответственно линейные элементы центрирования и редукции; b - длина створа;

S - удаление створной точки от теодолита .

Визирными целями при фиксировании створа на строительной площадке служат шпильки, сварочные электроды, карандаши и т. п., обеспечивающие минимальные элементы редукции. В случае наблюдения верха вехи высотой 0,5 - 1,0 м, устанавливаемой в специальном треножнике, обеспечивают ее вертикальность. При отсутствии ветра вместо вехи используют тяжелый нитяный отвес.

Погрешность визирования учитывает наблюдение марки, находящейся в конце створа, и цели, устанавливаемой в створ опорной линии или на ее продолжении. Поэтому совместное влияние этих двух факторов будет определяться по формуле:

где 30" - средняя разрешающая способность невооруженного глаза (при хорошей видимости она составляет иногда 20", а при плохой - 40" и даже 60");

v - увеличение трубы теодолита.

Погрешность фокусировки обусловлена необходимостью изменять фокусировку трубы при наведении на марку и на цель, находящихся на разных расстояниях.

1.3.4.6. Построение наклонной плоскости

Построение наклонной плоскости осуществляется главным образом при вертикальной планировке площадок, проверке плоскостности строительных и машиностроительных деталей. При этом применяют теодолит с горизонтальной трубой или нивелир. Для построения плоскости необходимо иметь на ней по крайней мере три точки А, В, С с известными отметками, например

HА , HВ , HС (рис. 105).

B

Hb

B 3

A

Ha

Рисунок 105 - Построение наклонной плоскости (1, 2, 3 - подъемные винты прибора)

Прибор устанавливают в одной из опорных точек, например в А, так, чтобы два подъемных винта располагались перпендикулярно к линии АВ, а третий - на ней. Тогда, действуя третьим винтом, наклоняют трубу прибора до тех пор, пока отсчет по рейке, установленной в точке В, будет равным высоте прибора. Затем, направив трубу на точку С, поперечными наклонами прибора при помощи винтов 1 и 2 добиваются отсчета по рейке, равного высоте прибора. В связи с неточностью наклона прибора, эти операции повторяют еще 1 - 2 раза, т. е. выполняют последовательными приближениями.

В этом положении труба прибора описывает плоскость, параллельную заданной и отнесенную от нее на высоту прибора над исходными пунктами. Контроль осуществляется по четвертому

пункту с заданной отметкой. Только после этого разрешается определять и закреплять промежуточные пункты в пределах площадки.

1.3.4.7. Построение отвесной плоскости Отвесная плоскость, чаще всего, применяется для контроля вертикальности стен, панелей и т.

п., а также для передачи осей на рабочие горизонты сооружений. При этом, используются способ коллимационной плоскости теодолита или приборы, механические и уровенные рейки-отвесы и лазерные приборы типа «Ротолайт» (США).

Для построения отвесной плоскости теодолит устанавливают на базовой линии и ориентируют по ней так, что при вращении зрительной трубы вокруг оси вращения ее визирная ось описывает отвесную плоскость. Точность построения плоскости зависит от систематических и случайных погрешностей процесса. Наиболее опасна здесь систематическая погрешность наклона оси вращения прибора, которая не исключается работой при двух положениях круга. С учетом

случайных погрешностей погрешность проектирования точки отвесной плоскостью выражается зависимостью:

где mц, mнив, mвиз, mфик - погрешности соответственно центрирования, нивелирования теодолита, визирования им и фиксации точки. Погрешность нивелирования выражается зависимостью:

mнив = kr× t × H,

где k=0.15 -0.50 - коэффициент;

τ - цена деления уровня при алидаде горизонтального круга; H - высота точки плоскости над базовой линией.

Рейки с отвесом или уровнем применяются при контроле вертикальности панелей, блоков, невысоких колонн и других конструктивных элементов зданий и сооружений.

1.3.4.8. Построение отвесного направления

Отвесное направление используется для контроля вертикальности конструктивных элементов сооружений и передачи осей сооружений на рабочие горизонты.

Для построения отвесного направления применяют способы:

∙механический (нитяный отвес);

∙оптический в виде сечения двух вертикальных плоскостей, построенных при помощи теодолитов;

∙оптический с применением приборов вертикального визирования (зенитные, надирные и зенит-надирные центриры).

а) Механические способы

В качестве механического отвеса применяют стальную или капроновую нить диаметром 0,5 - 1 мм с грузом. Масса груза должна быть не более половины разрывного усилия нити. При проверке вертикальности колонн, панелей и других конструкций используется рейка-отвес с нитью, заключенной в трубку (для защиты от ветра), и рейка-уровень. Рейки снабжены консолью для подвешивания на панели, двумя или тремя упорами, которыми они прикладываются к поверхности конструкции. Ось уровня должна быть перпендикулярна к линии, соединяющей концы упоров. Для проверки уровня пользуются контрольной плоскостью.

При использовании механического отвеса для передачи осей на рабочие горизонты, отвес опускают с внешней стороны здания, в шахту лифта или специальные отверстия в перекрытии. В

последнем случае по отвесу сверху вниз пропускают шайбы («почту») для проверки свободного подвеса. Точность механического отвеса при тихой погоде составляет 1-2 мм на 50 м высоты. Точность рейки-отвеса и рейки - уровня зависит от шероховатости поверхности и составляет 3 - 5 мм на этаж.

б) Оптические способы

Оптический способ основан на использовании приборов вертикального визирования типа PZL предприятия «Карл Цейс» (Германия).

Для передачи координат пунктов на более высокий монтажный горизонт прибор центрируют над исходными пунктами и горизонтируют. На монтажном горизонте, куда передается точка, помещают координатную палетку (на оргстекле размером 150х150х5 мм), закрепленную в металлическом квадратном обрамлении зенитного отверстия, сделанного в перекрытии здания (рис. 106.). Сетку нитей прибора ориентируют параллельно линиям сетки и по шкале палетки производят отсчеты а и b при 0°, 90°, 180° и 270°. Положению вертикали соответствуют средние отсчеты а и b по палетке.

ПЕРЕКРЫТИЕ

М’

М

Рисунок 106 - Передача координат на монтажный горизонт с помощью прибора PZL Недостаток прибора PZL заключается в односторонней стабилизации вертикали и визировании в зенит. Поэтому, более совершенным является зенит - надирный зеркальный оптический отвес, снабженный двухсторонним компенсатором - горизонтальным двухсторонним зеркалом, подвешенным на кардане и выполняющим одновременно роль фокусирующей линзы.

1.3.5.Технология разбивочных работ

1.3.5.1.Геодезическая подготовка проекта

а) Проект сооружения.

Строительство инженерных сооружений осуществляется по рабочим чертежам проекта, которые разрабатываются на основании всесторонних комплексных изысканий.

Основными документами проекта для вынесения его в натуру являются следующие:

1. Генеральный план сооружения в масштабе 1:500 - 1: 2000 в котором на

сложных сооружений генеральный план дополняют чертежом разбивки главных осей (в городах -красных линий застройки) с данными привязки к пунктам геодезической основы.

2.Рабочие чертежи, на которых в крупных масштабах даются планы, разрезы, профили всех частей сооружений с размерами и отметками деталей и поперечников.

3.Проект вертикальной планировки в масштабе 1: 1000 - 1: 2000 - проект

преобразования естественного рельефа местности для создания поверхности с плавными уклонами. В проекте по сетке квадратов или поперечникам даны черные, красные и рабочие отметки и показаны направления перемещения земляных масс.

4.Планы и продольные профили дорог, подземных коммуникаций, воздушных линий в масштабах: горизонтальном - 1:2000-1:5000, вертикальном - 1:200-1:500.

5.Схемы геодезического обоснования строительной площадки, чертежи центров и знаков, ведомости координат и отметок.

Геометрической основой проекта для перенесения его в натуру являются разбивочные оси сооружений, относительно которых в рабочих отметках даются все размеры проекта. Главные, или исходные, оси привязывают к пунктам геодезической основы.

В качестве главных осей линейных сооружений (плотин, мостов, дорог, туннелей) служат продольные оси этих сооружений; в проекте зданий - оси внешних стен; отдельных эстакад и колонн - оси симметрии их фундаментов.

Отметки плоскостей, уровней и отдельных точек проекта задают от условной поверхности (в зданиях - от уровня чистого пола первого этажа) и обозначают: вверх - со знаком плюс, вниз - со знаком минус. Для каждого сооружения условная поверхность соответствует определенной абсолютной отметке, которая указывается в проекте.

Для перенесения проекта сооружения в натуру производят его геодезическую подготовку, которая включает:

1. Составление разбивочных чертежей с данными привязки главных осей к пунктам геодезической основы; аналитический расчет проекта;

2. Разработку проекта геодезических разбивочных работ.

Геодезическая подготовка проекта зависит от способа проектирования сооружения. Применяют следующие способы:

∙аналитический

∙графоаналитический

Геодезические работы по перенесению проекта в натуру называют разбивкой сооружения. Методы разбивочных работ отличаются от съемочных методов, а их точность - выше последних.

Общий порядок разбивки сооружений следующий:

1 этап - основные разбивочные работы: от пунктов геодезической основы, согласно аналитическим данным привязки, находят и закрепляют на местности положение главных осей. 2 этап- детальная разбивка сооружения производится значительно точнее, чем разбивка главных осей (определяется взаимное расположение элементов сооружений).

3 этап -разбивка и закрепление монтажных осей и установка в проектное положение технологического оборудования. Этот этап геодезических работ требует наиболее высокой точности измерений.

б) Точность детальной разбивки.

В общем случае точность возведения инженерного сооружения зависит от точности геодезических измерений, точности технологических расчетов проекта и погрешностей

строительно-монтажных работ, и определяется по формуле: m2 = mг2 + mт2 + mс2,

где mг - суммарная величина влияния линейных, угловых и высотных ошибок геодезических измерений;

mт - суммарные ошибки технологических расчетов проектов установок, агрегатов, автоматических линий;

mс -суммарное влияние ошибок строительно-монтажных работ, включая для сборных элементов погрешности их изготовления.

При расчетах точности геодезических измерений часто применяют принцип равных влияний

отдельных независимых источников ошибок:

m2 = m12 + m22 + ...+ mn2,

полагают

m1≈ m2 ≈ ...≈ mn ,

и требуют, чтобы влияние каждого из источников ошибок не превышало величины:

m mi = n ,

где n - количество источников ошибок.

Исходя из найденной величины mi , рассчитывают точность измерений, разрабатывают методику работ, подбирают инструменты.

Иногда применяют принцип пренебрегаемого влияния отдельных источников ошибок, т.е. измерения проектируют таким образом, что отдельные процессы выполняют гораздо точнее, чем это необходимо по расчетам, и при определении суммарной ошибки влиянием этих источников пренебрегают.

1.3.5.3. Основные разбивочные работы на строительной площадке

1.3.5.3.1. Общие сведения

При проектировании строительных конструкций зданий и сооружений применяют модульную координацию размеров в строительстве (МКРС).

Модуль - условная единица измерения, применяемая для координации размеров зданий и сооружений, их элементов, изделий и элементов технологического оборудования.

МКРС устанавливает правила назначения основных размеров сооружений (шагов-интервалов между элементами конструкций и высоту этажей) и размеров элементов. Основной модуль принят равным 100 мм и обозначается -М. Наряду с основным модулем применяют укрупненные модули: 60М, 30М, 15М, ЗМ, соответственно равные 6000, 3000, 1500, 300 мм и т. д.

При проектировании конструктивные элементы привязывают размерами b и l к линиям А и 1, называемым разбивочными осями (рис. 107,а). Разбивочные оси в совокупности представляют